磁盤調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)與分析

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1、計算機(jī)操作系統(tǒng)課程設(shè)計設(shè)計說明書(題目)磁盤調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)與分析起止日期:2013年12月25日至2013年12月31日學(xué)生姓名班級學(xué)號成績指導(dǎo)教師(簽字)計算機(jī)與通信學(xué)院2013年12月31日目錄1課程設(shè)計簡介11.1課程設(shè)計的目的11.2課程設(shè)計內(nèi)容12數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計22.1變量和數(shù)組的定義22.2函數(shù)的定義23功能模塊(或算法)描述23.1模塊劃分23.2模塊調(diào)用關(guān)系圖54程序運(yùn)行結(jié)果65心得體會11參考文獻(xiàn)12附源代碼131課程設(shè)計簡介1.1課程設(shè)計的目的本課程設(shè)計的目的是通過設(shè)計一個磁盤調(diào)度模擬系統(tǒng),從而使磁盤調(diào)度算法更加形象化,容易

2、使人理解,使磁盤調(diào)度的特點(diǎn)更簡單明了,能使使用者加深對先來先服務(wù)算法、最短尋道時間優(yōu)先算法、掃描算法以及循環(huán)掃描算法等磁盤調(diào)度算法的理解。1.2課程設(shè)計內(nèi)容系統(tǒng)主界面可以靈活選擇某種算法,算法包括:先來先服務(wù)算法(FCFS)、最短尋道時間優(yōu)先算法(SSTF)、掃描算法(SCAN)、循環(huán)掃描算法(CSCAN)。1、先來先服務(wù)算法(FCFS)這是一種比較簡單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)進(jìn)程請求訪問磁盤的先后次序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點(diǎn)是公平、簡單,且每個進(jìn)程的請求都能依次得到處理,不會出現(xiàn)某一進(jìn)程的請求長期得不到滿足的情況。此算法由于未對尋道進(jìn)行優(yōu)化,在對

3、磁盤的訪問請求比較多的情況下,此算法將降低設(shè)備服務(wù)的吞吐量,致使平均尋道時間可能較長,但各進(jìn)程得到服務(wù)的響應(yīng)時間的變化幅度較小。2、最短尋道時間優(yōu)先算法(SSTF)該算法選擇這樣的進(jìn)程,其要求訪問的磁道與當(dāng)前磁頭所在的磁道距離最近,以使每次的尋道時間最短,該算法可以得到比較好的吞吐量,但卻不能保證平均尋道時間最短。其缺點(diǎn)是對用戶的服務(wù)請求的響應(yīng)機(jī)會不是均等的,因而導(dǎo)致響應(yīng)時間的變化幅度很大。在服務(wù)請求很多的情況下,對內(nèi)外邊緣磁道的請求將會無限期的被延遲,有些請求的響應(yīng)時間將不可預(yù)期。3、掃描算法(SCAN)掃描算法不僅考慮到欲訪問的磁道與當(dāng)前磁

4、道的距離,更優(yōu)先考慮的是磁頭的當(dāng)前移動方向。例如,當(dāng)磁頭正在自里向外移動時,掃描算法所選擇的下一個訪問對象應(yīng)是其欲訪問的磁道既在當(dāng)前磁道之外,又是距離最近的。這樣自里向外地訪問,直到再無更外的磁道需要訪問才將磁臂換向,自外向里移動。這時,同樣也是每次選擇這樣的進(jìn)程來調(diào)度,即其要訪問的磁道,在當(dāng)前磁道之內(nèi),從而避免了饑餓現(xiàn)象的出現(xiàn)。由于這種算法中磁頭移動的規(guī)律頗似電梯的運(yùn)行,故又稱為電梯調(diào)度算法。此算法基本上克服了最短尋道時間優(yōu)先算法的服務(wù)集中于中間磁道和響應(yīng)時間變化比較大的缺點(diǎn),而具有最短尋道時間優(yōu)先算法的優(yōu)點(diǎn)即吞吐量較大,平均響應(yīng)時間較小,但

5、由于是擺動式的掃描方法,兩側(cè)磁道被訪問的頻率仍低于中間磁道。4、循環(huán)掃描算法(CSCAN)循環(huán)掃描算法是對掃描算法的改進(jìn)。如果對磁道的訪問請求是均勻分布的,當(dāng)磁頭到達(dá)磁盤的一端,并反向運(yùn)動時落在磁頭之后的訪問請求相對較少。這是由于這些磁道剛被處理,而磁盤另一端的請求密度相當(dāng)高,且這些訪問請求等待的時間較長,為了解決這種情況,循環(huán)掃描算法規(guī)定磁頭單向移動。例如,只自里向外移動,當(dāng)磁頭移到最外的被訪問磁道時,磁頭立即返回到最里的欲訪磁道,即將最小磁道號緊接著最大磁道號構(gòu)成循環(huán),進(jìn)行掃描。2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計2.1變量和數(shù)組的定義intTrack[N];

6、用來存放隨機(jī)生成的磁道請求序列intSum=0;用來存放移動的總磁道數(shù)floatAverTime=0.0;用來存放平均尋道數(shù)2.2函數(shù)的定義voidSort(intTrack[],intNum):冒泡法從小到大排序voidOutput(intTrack[],intNum):用于將隨機(jī)生成的磁道請求序列和當(dāng)前磁道數(shù)輸出voidFCFS(intTrack[],intNum):先來先服務(wù)算法模塊voidSSTF(intTrack[],intNum):最短尋道時間優(yōu)先算法模塊voidSCAN(intTrack[],intNum)掃描算法模塊voidC_

7、SCAN(intTrack[],intNum):循環(huán)掃描算法模塊3功能模塊(或算法)描述3.1模塊劃分本系統(tǒng)劃分為四個模塊:先來先服務(wù)算法模塊voidFCFS(intTrack[],intNum)、最短尋道時間優(yōu)先算法模塊voidSSTF(intTrack[],intNum)、掃描算法模塊voidSCAN(intTrack[],intNum)和循環(huán)掃描算法模塊:voidC_SCAN(intTrack[],intNum)1先來先服務(wù)算法模塊:voidFCFS(intarray[],intm)輸入磁道號,按先來先服務(wù)的策略輸出磁盤請求序列,求平均尋

8、道長度,輸出移動平均磁道數(shù)。主要代碼:for(i=0;i

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